造血干細胞的分化

    一、多能干細胞

    多能干細胞是由Till和McCulloch 等在60年代初，應用脾集落形成細胞定量
法，首先在小鼠體內證明的。他們給經(jīng)射線照射的小鼠輸入同系鼠骨髓細胞，在
10～14天后在脾內形成可見的結節(jié)，它是由單一骨髓細胞發(fā)育分化而成的細胞集
落，稱之為脾集落形成單位（colony forming unit-spleen，CFU-S ）。集落數(shù)
與輸入的細胞數(shù)成正比，它可分化發(fā)育為紅細胞、粒細胞及巨核細胞。CFU-S 長
期以來用體內集落法進行檢測。

    在70年代后Johnson 和Metcalf 等應用鼠胎肝細胞體外培養(yǎng)法，證明具有CFU-S
性質的干細胞可在體外培養(yǎng)成功，這是在研究干細胞方法學上的重大改進。

    其后，Haral 等用小鼠骨髓細胞在甲基纖維素中加入紅細胞生成素（erythropoietin，
EPO ）及脾細胞培養(yǎng)上清，進行體外培養(yǎng)，可形成含有紅細胞、巨核細胞以及巨
噬細胞的集落，稱為混合集落形成單位（CFU-Mix ）。其后，小林登等在80年代
用人骨髓細胞亦報告CFU-Mix 培養(yǎng)成功。即由多能干細胞可進一步分化為定向髓
系多能干細胞及淋巴系干細胞。淋巴系干細胞是T 和B 細胞的共同祖先細胞，但
目前尚不能用脾集落實驗證明其存在。

    二、單能干細胞

    單能干細胞是一類具有向特定細胞系分化能力的干細胞，也稱為祖細胞（progenitor）。

    如進行體內移植不能形成脾集落，但在一定造血因子的存在下，可在體外培
養(yǎng)并形成細胞集落，稱為代表外培養(yǎng)集落，稱為體外培養(yǎng)集落形成單位（colony
forming unit-culture，CFU-C ），因此它與多能干細胞不同，它可包括分化為
紅細胞的紅系干細胞，可分化為粒細胞和單核細胞的粒、單核細胞干細胞系及可
分化為血小板的巨核干細胞系。

    1.紅系干細胞應用骨髓細胞加甲基纖維素在大量EPO 存在下，進行體外培養(yǎng)
可產(chǎn)生大型紅細胞集落，可含有1000個以上的細胞，形成如爆發(fā)火花樣的集落，
稱此干細胞為爆式紅細胞集落形成細胞（burst unit-erythoid ，BFU-E ）。如
用小劑量EPO 則產(chǎn)生小型集落，由8 ～50個細胞組成，稱此干細胞為紅細胞系集
落形成細胞（colony forming unit-E ，CFU-E ）BFU-E 是更早期的紅系干細胞，
而CFU-E 則為較晚期的紅系干細胞。

    2.粒細胞- 單核細胞系干細胞此系細胞在功能上與BFU-E 或CFU-E 屬同級干
細胞。應用軟瓊脂法將骨髓細胞進行體外培養(yǎng)，在集落刺激因子（CFS ）存在下，
可產(chǎn)生粒細胞和單核細胞集落<醫(yī)學教育網(wǎng)搜集整理>，稱此集落形成細胞為體外培養(yǎng)集落形成細胞（colony
formingunti-culture ，CFU-C ）。將CFU-C 進行體內移植不能產(chǎn)生脾集落，所
以CFU-D 不具有CFU-S 的特性，僅具有前驅細胞和前驅單核細胞的特征。

    3.巨核干細胞系亦稱巨核細胞集落形成細胞（colony forming unti-megakaryocyte，
CFU-M ），Metcalf 及其分泌的細胞因子和細胞外基質（extra-cellular matrix
，ECM）組成，因此對造血干細胞發(fā)育分化過程的體外研究，有很大局限性，它不
一定能真實反映體內情況，分析實驗結果時，必須注意這種局限性。目前仍有很
多關于造血干細胞發(fā)育分化的問題有待闡明。